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摘要:随着我国城市化建设进程不断加快,建筑规模逐渐增加,建筑垃圾数量也越来越多,包括拆房垃圾、装修垃圾、混凝土块、废弃金属、废弃塑料等等,约占所有城市垃圾的 2/5,而且很多建筑垃圾并没有做任何的处置直接运送到垃圾场,对自然生态环境造成严重影响。本文主要针对此课题探讨城市建筑垃圾资源化处置技术及相关机械设备。
关键词:建筑垃圾;资源化处置;技术研究;处理设备
一、引言
我国城市建筑垃圾数量大,资源化率较低,未经处置的建筑垃圾会对环境造成负面影响。选择合适的垃圾资源化处置技术,特别是在破碎、筛分、除杂等关键工艺环节选择合适的机械设备,对于有效处置城市建筑垃圾,实现废物资源重新利用会起到重要作用,经处置后产生的再生建材可运用于城市建设中,能有效节省城市建设的成本投入,构建良好的建筑垃圾资源化处置、回收和利用链条,将资源优势发挥出来。
二、城市建筑垃圾资源化处置技术
通常可以将城市建筑垃圾资源化处置生产再生骨料的工艺技术分为分选去除杂质、破碎、筛分、骨料整形强化、再生制品生产等几个环节,而且这几个环节都有相关机械设备的应用,以下具体对其进行探讨:
(一)分选去除杂质技术及机械设备
1.风选
这种技术是一种依靠建筑垃圾重量实施分离的一种方法,将空气作为分离操作的介质,从而在空气快速流动的情况下,让一些固体垃圾根据粒度大小、比重大小等进行分选。在这个过程中,可以结合气流方向分为鼓风式和吸风式。前者应用的原理是气流可以将一些质量较轻的材料吹出,而一些质量较重的材料则会沉下去,或者在惯性作用下水平抛出一定的距离,而那些被气流吹出的材料则会分离出来。后者的应用原理类似于吸尘器,将吸风口设置于建筑垃圾输送、筛分等环节中,在负压的作用将一些细微颗粒、轻质物分离出来,之后再利用旋风除尘器、布袋除尘等将杂物收集起来。通常在对建筑垃圾进行风选的过程中,会考虑建筑垃圾的不同,将吸风口、出风口的风速控制在 15-50m/s。
2.磁选
建筑垃圾中含有磁性的垃圾主要是混凝土结构中的钢筋材料,拆除建筑物之后,一些裸露出来的废弃钢筋,体积较大的钢梁、钢板,还有地脚螺栓等,能够在实施气割处理之后进行人工分离操作。但是一些夹杂在混凝土中的废弃钢材、钢筋无法人工分离,需要进行破碎之后,应用磁选的方式分选出来,常用的机械设备包括跨带式磁选机、永磁滚筒磁选机等等。
跨带式磁选机包括传动辊固定机架,在机架的两端设置主动辊和从动辊,由二者对输送皮带进行传动,在下机架体的上方设置永磁磁钢组,安装与运输物料皮带机正上方,可以分选出粒径较大分磁铁、含磁性的矿石等。
永磁滚筒磁选机不需要持续激磁,能够让物料在内部产生磁翻滚,避免形成磁团絮,进而提升分选标准。在输料设备槽体底部设置隔膜振动器产生高频振动,能够让槽体内部的物料进行磁翻滚和高频升降运行,能够对粒度低于 3毫米的物料进行磁选。
(二)破碎技术及机械设备
在建筑垃圾资源化处置的过程中,破碎技术是一项核心技术,决定了垃圾再生利用生产效果和能源效果,而且还会影响垃圾再生骨料的粉料率、粒形等等,从而直接影响再生骨料的质量和经济效益。一般物料破碎使用的方式会结合物料的机械性能、尺寸和破碎要求等进行选择。由于建筑垃圾中物料多为软性物料,在破碎的过程中可以采用冲击式、挤压式等方法,前者常用机械包括立式冲击破碎机、反击式破碎机、环锤式破碎机等等,后者常用的机械包括颚式破碎机、齿辊破碎机等等。
1.立式冲击破碎机
该机械将物料会分为两个部分,一部分会直接进入到处于高速旋转状态的叶轮中,在离心力的影响下,和另一部分一起呈现出伞状形式分散在叶轮周围,而且物料之间相互碰撞,这样物料会在机壳、叶轮之间形成涡流,从而进行碰撞、摩擦和粉碎。能够有效将建筑垃圾中的再生骨料物料进行细碎处理,效率较高,而且不会受到物料中水分的影响。
2.反击式破碎机
该机械主要由设置有打击板的高速旋转转子和悬挂在机械内部的反击板等构成,是在冲击的作用下对物料进行破碎。物料在进入到机械中之后,会在转子的作用下受到打击板的冲击,并高速冲向反击板,然后再次冲击,又被反弹到反击板上,以此反复,在打击板和反击板的作用下被破碎,还有些物料在相互碰撞中被破碎。在物料的粒度低于打击板和反击板之间的间隙时,则会被排出。该机械处置方法处理的入料粒度较大,破碎效果良好,但是在实际操作中噪音较大。
3.环锤式破碎机
该机械主要工作部件为带有锤子的转子,而转子则由锤子、转盘、主轴等构成,其运行原理是让内部锤体在高速转动的情况下和物料进行碰撞、挤压和研磨,进而破碎物料,该机械的结构较为简单,破碎比较大,可以对建筑垃圾中的水泥、大块混凝土等进行破碎。机械内部设置有篦板,低于篦板尺寸的物料会掉落,而大于篦板尺寸的物料则会继续经受环锤的撞击,直到粒度低于篦板尺寸为止。
(三)筛分技术及机械设备
在建筑垃圾资源化处置的过程中,筛分环节应用的技术主要是将建筑垃圾中的渣土等杂物分离出来,然后在破碎之后再生骨料进行分级。常用到的机械设备包括振动筛、滚筒筛、棒条筛等等。其中振动筛会结合不同的振动轨迹细分为不同类型,包括直线型和圆型。前者加速度较大,适合对水分高、粒度细的物料进行筛分;后者结构较为简单,筛分效率较高,有着良好的机械性能。对于滚筒筛机械而言,在物料进入其中之后会随着其机械装置的倾斜进行转动,让筛面上的物料进行翻转、滚动,从而起到筛分的效果。对于棒条筛而言,振动电机作为振动的主要来源,促使机械在弹簧支撑下被动的振动,从而让物料在滑槽上进行滑动和抛掷运动,促使物料不断前移给料。在物料经过滑槽达到棒条位置时,物料粒径低于棒条间隙的物料会直接掉落,從而对渣土进行筛分,超过棒条的物料则会继续滑动,在出料口进入下一道工序。
(四)骨料整形强化技术及机械设备
在建筑垃圾资源化处置的过程中,实施再生工艺形成的骨料会由较多的针片状颗粒,而且表面较为粗糙,甚至还会包裹上一些水泥、混凝土等,性能相比天然骨料较差。对此,建筑垃圾固废资源处置企业就会对破碎后的骨料进行整形强化处置。在整形强化的过程中,会采用化学法和物理法两种,前者主要是利用酸液强化骨料,但是生产成本较高,还会造成二次污染。而后者为机械设备处置方式,较为安全,也是较为常用的方法,具体是让骨料进入机械设备中进行碰撞、磨削,将骨料表面黏附的颗粒、水泥等去除,主要采用的机械设备如下:先利用立式冲击破碎机针对性的破坏针片状颗粒和表面的水泥砂浆,然后应用回转研磨机,在机壳内部设置锥型体和耐磨衬板,物料和机身、物料进行研磨、碰撞,去除表面附着的砂浆。
结语
总之,在垃圾的资源化处置中,选择合适的垃圾资源化处置机械设备和技术,通过分选去除杂质、破碎、筛分、骨料整形强化、再生制品生产等垃圾处理环节,严格控制再生骨料的杂质含量和粒度,将再生产品应用于城市建设中,使有效资源无限循环,保证生态环境。
参考文献
[1]徐杰 .城市建筑垃圾固废物处置的现状及未来 [J].砖瓦 ,2020(04):38-39.
[2]荣玥芳 ,姚彤 ,孙啸松 .北京市建筑垃圾减量化规划应对策略研究 [J].现代城市研究 ,2020(03):62-68.
[3]陈冰 ,胡洋 .建筑垃圾资源化利用设施布局与建设规模研究 [J].环境卫生工程 ,2020,28(05):57-60.
关键词:建筑垃圾;资源化处置;技术研究;处理设备
一、引言
我国城市建筑垃圾数量大,资源化率较低,未经处置的建筑垃圾会对环境造成负面影响。选择合适的垃圾资源化处置技术,特别是在破碎、筛分、除杂等关键工艺环节选择合适的机械设备,对于有效处置城市建筑垃圾,实现废物资源重新利用会起到重要作用,经处置后产生的再生建材可运用于城市建设中,能有效节省城市建设的成本投入,构建良好的建筑垃圾资源化处置、回收和利用链条,将资源优势发挥出来。
二、城市建筑垃圾资源化处置技术
通常可以将城市建筑垃圾资源化处置生产再生骨料的工艺技术分为分选去除杂质、破碎、筛分、骨料整形强化、再生制品生产等几个环节,而且这几个环节都有相关机械设备的应用,以下具体对其进行探讨:
(一)分选去除杂质技术及机械设备
1.风选
这种技术是一种依靠建筑垃圾重量实施分离的一种方法,将空气作为分离操作的介质,从而在空气快速流动的情况下,让一些固体垃圾根据粒度大小、比重大小等进行分选。在这个过程中,可以结合气流方向分为鼓风式和吸风式。前者应用的原理是气流可以将一些质量较轻的材料吹出,而一些质量较重的材料则会沉下去,或者在惯性作用下水平抛出一定的距离,而那些被气流吹出的材料则会分离出来。后者的应用原理类似于吸尘器,将吸风口设置于建筑垃圾输送、筛分等环节中,在负压的作用将一些细微颗粒、轻质物分离出来,之后再利用旋风除尘器、布袋除尘等将杂物收集起来。通常在对建筑垃圾进行风选的过程中,会考虑建筑垃圾的不同,将吸风口、出风口的风速控制在 15-50m/s。
2.磁选
建筑垃圾中含有磁性的垃圾主要是混凝土结构中的钢筋材料,拆除建筑物之后,一些裸露出来的废弃钢筋,体积较大的钢梁、钢板,还有地脚螺栓等,能够在实施气割处理之后进行人工分离操作。但是一些夹杂在混凝土中的废弃钢材、钢筋无法人工分离,需要进行破碎之后,应用磁选的方式分选出来,常用的机械设备包括跨带式磁选机、永磁滚筒磁选机等等。
跨带式磁选机包括传动辊固定机架,在机架的两端设置主动辊和从动辊,由二者对输送皮带进行传动,在下机架体的上方设置永磁磁钢组,安装与运输物料皮带机正上方,可以分选出粒径较大分磁铁、含磁性的矿石等。
永磁滚筒磁选机不需要持续激磁,能够让物料在内部产生磁翻滚,避免形成磁团絮,进而提升分选标准。在输料设备槽体底部设置隔膜振动器产生高频振动,能够让槽体内部的物料进行磁翻滚和高频升降运行,能够对粒度低于 3毫米的物料进行磁选。
(二)破碎技术及机械设备
在建筑垃圾资源化处置的过程中,破碎技术是一项核心技术,决定了垃圾再生利用生产效果和能源效果,而且还会影响垃圾再生骨料的粉料率、粒形等等,从而直接影响再生骨料的质量和经济效益。一般物料破碎使用的方式会结合物料的机械性能、尺寸和破碎要求等进行选择。由于建筑垃圾中物料多为软性物料,在破碎的过程中可以采用冲击式、挤压式等方法,前者常用机械包括立式冲击破碎机、反击式破碎机、环锤式破碎机等等,后者常用的机械包括颚式破碎机、齿辊破碎机等等。
1.立式冲击破碎机
该机械将物料会分为两个部分,一部分会直接进入到处于高速旋转状态的叶轮中,在离心力的影响下,和另一部分一起呈现出伞状形式分散在叶轮周围,而且物料之间相互碰撞,这样物料会在机壳、叶轮之间形成涡流,从而进行碰撞、摩擦和粉碎。能够有效将建筑垃圾中的再生骨料物料进行细碎处理,效率较高,而且不会受到物料中水分的影响。
2.反击式破碎机
该机械主要由设置有打击板的高速旋转转子和悬挂在机械内部的反击板等构成,是在冲击的作用下对物料进行破碎。物料在进入到机械中之后,会在转子的作用下受到打击板的冲击,并高速冲向反击板,然后再次冲击,又被反弹到反击板上,以此反复,在打击板和反击板的作用下被破碎,还有些物料在相互碰撞中被破碎。在物料的粒度低于打击板和反击板之间的间隙时,则会被排出。该机械处置方法处理的入料粒度较大,破碎效果良好,但是在实际操作中噪音较大。
3.环锤式破碎机
该机械主要工作部件为带有锤子的转子,而转子则由锤子、转盘、主轴等构成,其运行原理是让内部锤体在高速转动的情况下和物料进行碰撞、挤压和研磨,进而破碎物料,该机械的结构较为简单,破碎比较大,可以对建筑垃圾中的水泥、大块混凝土等进行破碎。机械内部设置有篦板,低于篦板尺寸的物料会掉落,而大于篦板尺寸的物料则会继续经受环锤的撞击,直到粒度低于篦板尺寸为止。
(三)筛分技术及机械设备
在建筑垃圾资源化处置的过程中,筛分环节应用的技术主要是将建筑垃圾中的渣土等杂物分离出来,然后在破碎之后再生骨料进行分级。常用到的机械设备包括振动筛、滚筒筛、棒条筛等等。其中振动筛会结合不同的振动轨迹细分为不同类型,包括直线型和圆型。前者加速度较大,适合对水分高、粒度细的物料进行筛分;后者结构较为简单,筛分效率较高,有着良好的机械性能。对于滚筒筛机械而言,在物料进入其中之后会随着其机械装置的倾斜进行转动,让筛面上的物料进行翻转、滚动,从而起到筛分的效果。对于棒条筛而言,振动电机作为振动的主要来源,促使机械在弹簧支撑下被动的振动,从而让物料在滑槽上进行滑动和抛掷运动,促使物料不断前移给料。在物料经过滑槽达到棒条位置时,物料粒径低于棒条间隙的物料会直接掉落,從而对渣土进行筛分,超过棒条的物料则会继续滑动,在出料口进入下一道工序。
(四)骨料整形强化技术及机械设备
在建筑垃圾资源化处置的过程中,实施再生工艺形成的骨料会由较多的针片状颗粒,而且表面较为粗糙,甚至还会包裹上一些水泥、混凝土等,性能相比天然骨料较差。对此,建筑垃圾固废资源处置企业就会对破碎后的骨料进行整形强化处置。在整形强化的过程中,会采用化学法和物理法两种,前者主要是利用酸液强化骨料,但是生产成本较高,还会造成二次污染。而后者为机械设备处置方式,较为安全,也是较为常用的方法,具体是让骨料进入机械设备中进行碰撞、磨削,将骨料表面黏附的颗粒、水泥等去除,主要采用的机械设备如下:先利用立式冲击破碎机针对性的破坏针片状颗粒和表面的水泥砂浆,然后应用回转研磨机,在机壳内部设置锥型体和耐磨衬板,物料和机身、物料进行研磨、碰撞,去除表面附着的砂浆。
结语
总之,在垃圾的资源化处置中,选择合适的垃圾资源化处置机械设备和技术,通过分选去除杂质、破碎、筛分、骨料整形强化、再生制品生产等垃圾处理环节,严格控制再生骨料的杂质含量和粒度,将再生产品应用于城市建设中,使有效资源无限循环,保证生态环境。
参考文献
[1]徐杰 .城市建筑垃圾固废物处置的现状及未来 [J].砖瓦 ,2020(04):38-39.
[2]荣玥芳 ,姚彤 ,孙啸松 .北京市建筑垃圾减量化规划应对策略研究 [J].现代城市研究 ,2020(03):62-68.
[3]陈冰 ,胡洋 .建筑垃圾资源化利用设施布局与建设规模研究 [J].环境卫生工程 ,2020,28(05):57-60.